高中生物選修一2.2_土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)(教案)

1、普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書一一生物選修1人教版課題2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)課題目標(biāo)（一）知識(shí)與技能利用選擇培養(yǎng)基分離細(xì)菌，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)解決生產(chǎn)生活中有關(guān)微生物的計(jì)數(shù)（二）過(guò)程與方法分析研究思路的形成過(guò)程，找出共性和差異性（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀形成無(wú)菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習(xí)慣課題重點(diǎn)對(duì)土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制課題難點(diǎn)對(duì)分解尿素的細(xì)菌的計(jì)數(shù)教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)工具多媒體課件教學(xué)過(guò)程（一）引入新課上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了培養(yǎng)基的配置以及接種技術(shù)。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行細(xì)菌的分離， 獲得所需要的目的微生物。（二）進(jìn)行新課1 .基礎(chǔ)知識(shí)1. 1尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物不育LK,不能

2、）直接吸收利用，而是首先通過(guò) 土壤中的細(xì)菌將尿素分解為 氨和CO2；這是因?yàn)榧?xì)菌能合成月尿酶。1.2科學(xué)家能從熱泉中把耐熱細(xì)菌篩選出來(lái)是因?yàn)闊崛母邷貤l件淘汰了絕大多數(shù)微生物，這樣也適用于實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選，原理是 人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、 PH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。點(diǎn)評(píng)：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對(duì)生物具有選擇作用。所以通過(guò)配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。R思考13在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長(zhǎng)提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的的是 尿素，瓊脂的作用是 凝固劑。R思考23該培養(yǎng)基對(duì)微生物 具有（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機(jī) 制是

3、只有能夠以尿素作為氮源的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。1. 3在統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，常用來(lái)統(tǒng)計(jì)樣品中活菌數(shù)目的方法是稀釋涂布平板法 。除此之外， 顯微鏡直接計(jì)數(shù) 也是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法?！狙a(bǔ)充】顯微鏡直接計(jì)數(shù)是測(cè)定微生物的方法。公式：觀察到的紅細(xì)胞平均數(shù)：觀察到的細(xì)菌平均數(shù)=紅細(xì)胞含量：細(xì)菌含量1. 4采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于 樣品稀釋液中一個(gè)活菌 。通過(guò)統(tǒng)計(jì) 平板上的菌落數(shù) ，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。R思考33從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)的計(jì)算方法是（平均菌落數(shù)一涂布的

4、稀釋液體積）x稀釋倍數(shù)。R思考43利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)南♂尪?。R思考53第二位同學(xué)的結(jié)果接近真實(shí)值。你認(rèn)為這兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)的操作 是第一位同學(xué)需設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)組；第二位同學(xué)統(tǒng)計(jì)的三個(gè)菌落數(shù)相差太大，說(shuō)明操作有誤,需重新實(shí)驗(yàn)。1. 5統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)比活菌的實(shí)際數(shù)目 工。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞在一起時(shí)，平 板上觀察到的只是 一個(gè) 菌落。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù) 來(lái)表示。1. 6設(shè)置對(duì)照的本要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響：提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。1. 7對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了 被測(cè)試的條件外,其他條件都 相同的實(shí)驗(yàn)。滿足該條件的 稱為 對(duì)照組,未滿足該條件

5、的稱為實(shí)驗(yàn) 組。R思考63請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)組:方案1:其他同學(xué)用A同學(xué)的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。方案2: A同學(xué)以不接種的培養(yǎng)基作為空白對(duì)照。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2. 1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)方案、材料用具、實(shí)施步驟和時(shí)間安排等。2. 2根據(jù)圖示2 7填寫以下實(shí)驗(yàn)流程：配制土壤溶液 f 系列稀釋布平板與培養(yǎng)H菌落計(jì)數(shù)2. 3 土壤微生物主要分布在距地表38cm的近電性土壤中，約 70%80%為細(xì)菌。2. 4分離不同的微生物采用不同的稀釋度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同， 其目的是保證獲得菌落數(shù)在 30300之間、適于計(jì)數(shù)的平板。細(xì)菌稀釋度為104、105、106,放線菌稀釋度為 103、104、10

6、5,真菌稀釋度為 102、103、104。2. 5培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。細(xì)菌一般在3037C培養(yǎng)12d,放線菌一般在2528C培養(yǎng)57d,霉菌一般在 2528C的溫度下培養(yǎng) 34d。2. 6在菌落計(jì)數(shù)時(shí)，每隔 24h統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目。詵取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié) 果，以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。點(diǎn)評(píng)：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以培養(yǎng)時(shí)間要充足，使得每個(gè)菌體都能形成肉眼可觀察到的菌落。2. 7菌落的特征包括 形狀、大小、隆起程度、顏色等方面。R思考83 土壤微生物種類最多、數(shù)量最大的原因是什么？ 土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富， 環(huán)境條件適宜等。2. 9實(shí)驗(yàn)過(guò)

7、程1）取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的信封在使用前都要滅菌。2）應(yīng)在火焰旁稱取十壤 J0 go將稱好的土樣倒入盛有 90mL無(wú)菌水的錐形瓶中.塞好 棉塞。3）在稀釋土壤溶液的過(guò)程中，每一步都要在火焰旁進(jìn)行。4）實(shí)驗(yàn)時(shí)要對(duì)培養(yǎng)皿隹好標(biāo)記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時(shí)間、稀釋庶、培養(yǎng)物等。5）為了提高效率，在操作時(shí)更加有條不紊，應(yīng)當(dāng)事先規(guī)劃時(shí)間。R思考93在研究未知微生物時(shí)務(wù)必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實(shí)驗(yàn)后一定要3.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)3. 1對(duì)分離的菌種作進(jìn)一步的鑒定，還需要借助生物化學(xué)的方法。4. 2在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的月尿酶 將尿素分解成了 氨。氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿性 增強(qiáng)，PH升高。

8、因此，我們可以通過(guò)檢測(cè)培養(yǎng)基pH變化來(lái)判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。5. 3在以 尿素 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅 指示劑。培養(yǎng)某種細(xì)菌后，如果PH升高，指示劑將變說(shuō)明該細(xì)菌能夠 分解尿素。R思考101測(cè)定飲水中大腸桿菌數(shù)量的方法是將一定體積的水用細(xì)菌過(guò)濾器過(guò)濾后， 將濾膜放到伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基上培養(yǎng),大腸桿菌菌落呈現(xiàn)旦色，通過(guò)記述得出水樣中大腸 桿菌的數(shù)量。你認(rèn)為在該實(shí)驗(yàn)中至少應(yīng)取三 個(gè)水樣。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)（四）實(shí)例探究例1.對(duì)細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律測(cè)定的正確的表述是A.在液體培養(yǎng)基上進(jìn)行B.至少接種一種細(xì)菌C.接種一個(gè)細(xì)菌D.及時(shí)補(bǔ)充消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)解析：細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)定是人們?cè)谝欢l件下進(jìn)行

9、的。這些條件是：一種細(xì)菌、 恒定容積的培養(yǎng)基， 液體培養(yǎng)基、定時(shí)測(cè)定細(xì)菌總數(shù)。在這些條件下，才能測(cè)定出細(xì)菌的生長(zhǎng)規(guī)律。測(cè)定時(shí)只能用一種細(xì)菌的子細(xì)胞群體的變化規(guī)律表達(dá)微生物的生長(zhǎng)；恒定容積是給微生物提供一定的生存環(huán)境；液體培養(yǎng)基才能通過(guò)樣品推測(cè)細(xì)菌總數(shù)。若接種多種細(xì)菌，則會(huì)發(fā)生種間斗爭(zhēng)而不能測(cè)定一種微生物的生長(zhǎng)規(guī)律。在接種時(shí)，要保證一定的接種量。答案：A例2.在微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)定中，種內(nèi)斗爭(zhēng)最顯著最激烈的時(shí)期是A.調(diào)整期 B.對(duì)數(shù)期 C.穩(wěn)定期D.衰亡期解析：種內(nèi)斗爭(zhēng)是一種生態(tài)因素。 種內(nèi)斗爭(zhēng)反應(yīng)了種內(nèi)生物對(duì)生存空間和生活資源的爭(zhēng) 奪。在生活空間充裕，營(yíng)養(yǎng)充足的時(shí)候，種內(nèi)斗爭(zhēng)的程度是比較低

10、的。隨著微生物個(gè)體數(shù)目的增加，每個(gè)個(gè)體的生存空間越來(lái)越少，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也越來(lái)越少， 每個(gè)個(gè)體對(duì)生存空間和資源的爭(zhēng)奪也越來(lái)越激烈，種內(nèi)斗爭(zhēng)就越來(lái)越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內(nèi)斗爭(zhēng)最激烈。在 衰亡期，微生物的數(shù)目已經(jīng)開始減少，pH已經(jīng)極度不適于微生物的生存，次級(jí)代謝產(chǎn)物積累到很高的程度，這時(shí)的微生物的生存斗爭(zhēng)主要是與無(wú)機(jī)環(huán)境的斗爭(zhēng)。答案：C綜合應(yīng)用例3. （2005年江蘇）抗生素作為治療細(xì)菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值使 抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有劃時(shí)代的意義。青霉素發(fā)酵產(chǎn)生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是,青霉素是青霉菌的代謝產(chǎn)物。在生產(chǎn)和科研中，常選用處于 期的青霉菌作

11、為菌種或研究材料，因?yàn)榇藭r(shí)的青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。對(duì)青霉菌菌體生長(zhǎng)情況的測(cè)定：取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌 后，,再計(jì)算發(fā)酵罐中菌體的總重量。解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應(yīng)為異養(yǎng)需氧型，而青霉素作為它的代謝產(chǎn)物，并 不是它生長(zhǎng)、繁殖所必需的，所以青霉素應(yīng)屬于次級(jí)代謝產(chǎn)物。在測(cè)定培養(yǎng)基上青霉菌菌體的生長(zhǎng)情況時(shí)，常用的方法有兩種： 一種是測(cè)量青霉菌的細(xì)胞數(shù)目，另一種是測(cè)重量，取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱干重，再由此計(jì)算 出其中的細(xì)胞總重量。 在細(xì)菌生長(zhǎng)的四個(gè)主要時(shí)期中，因?yàn)樘幱趯?duì)數(shù)期的細(xì)菌代謝旺盛，個(gè)體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作

12、為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料。答案：異養(yǎng)需氧型次級(jí) 對(duì)數(shù)個(gè)體的形態(tài)生理特性稱菌體的濕重（稱烘干后的重量）（五）鞏固練習(xí)1 .在一個(gè)“淀粉一瓊脂”培養(yǎng)基的 5個(gè)圓點(diǎn)位置，分別用不同方法處理，將此實(shí)驗(yàn)裝 置放在37 c恒溫箱中，保溫處理 24h后，將碘液滴在培養(yǎng)基的 5個(gè)圓點(diǎn)上，其實(shí)驗(yàn)結(jié) 果記錄于下表：（C）淀粉圓點(diǎn)實(shí)驗(yàn)處理方法碘液處理后的顏色反應(yīng)新鮮唾液與鹽酸混合JZTLT 匕經(jīng)過(guò)煮沸的新鮮唾液JZTLT 匕接種面包霉棕黃色只有新鮮的唾液?只有一定濃度的蔗糖溶液請(qǐng)指出和所發(fā)生的顏色反應(yīng)，以及接種的面包霉的分泌物分別是A.棕黃色、棕黃色、淀粉酶C.棕黃色、藍(lán)黑色、淀粉酶B.藍(lán)黑色、棕黃色、麥芽糖酶D

13、.棕黃色、藍(lán)黑色、麥芽糖酶2 .實(shí)驗(yàn)測(cè)定鏈霉素對(duì) 3種細(xì)菌的抗生素效應(yīng)，用 3種細(xì)菌在事先準(zhǔn)備好的瓊脂塊平板 上畫3條等長(zhǎng)的平行線(3條線均與下圖中的鏈霉素帶接觸)，將平板置于37c條件下恒溫菌菌 亂意 走揚(yáng)培養(yǎng)3天，結(jié)果如圖所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析以下敘述，不正確的是 ()糖靠素帶加幅 培養(yǎng)擇A.鏈霉素能阻止結(jié)核菌的生長(zhǎng)B.鏈霉素對(duì)結(jié)核菌比對(duì)霍亂菌更有效C.鏈霉素對(duì)結(jié)核菌比對(duì)傷寒菌更有效D .鏈霉素可以用于治療傷寒病人3 .利用生物工程生產(chǎn)啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是A.酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌B.酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌C.酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌

14、D.黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌4 .下列操作不屬于微生物的分離步驟的是A.稀釋B ,劃線或涂布C .接斜面 D .培養(yǎng)5 .影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素是A.陽(yáng)光、溫度、水分 B ,溫度、水分、PH C .水分、PH氧 D .溫度、PH氧6 .下列微生物的產(chǎn)物中沒(méi)有菌種特異性的一組是A.氨基酸、核甘酸、多糖、色素8 .多糖、脂類、維生素、抗生素、氨基酸C.核甘酸、多糖、維生素、毒素、抗生素D.核甘酸、維生素、多糖、脂類、氨基酸7 .微生物代謝的人工控制是指A.改變微生物的遺傳特性B.控制發(fā)酵時(shí)的溫度C.調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程中的pH,氧氣通入量D.包才A、B、C三項(xiàng)8 在微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)

15、定中，不可能發(fā)生的是A. 繁殖 B. 生存斗爭(zhēng)C. 種間斗爭(zhēng)D. 種內(nèi)斗爭(zhēng)9 與調(diào)整期長(zhǎng)短有關(guān)的因素中，可縮短調(diào)整期的一組是用與菌種相同的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基穩(wěn)定期獲得的菌種 對(duì)數(shù)期獲得的菌種 接種時(shí)間提前接種量加大接種量減小 接種種類加大A B 、 C 、D 、10 微生物群體生長(zhǎng)善的測(cè)定方法可以是測(cè)定次級(jí)代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量測(cè)定樣品的細(xì)胞重量C. D. 6 10 DDCCB測(cè)定樣品的細(xì)胞數(shù)目測(cè)定培養(yǎng)基中細(xì)菌的體積測(cè)定初級(jí)代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量A. B. 答案： 1 5 CDCCD 課余作業(yè)某生物小組以空氣中細(xì)菌含量為指標(biāo)，調(diào)查校園內(nèi)不同區(qū)域（教室、草場(chǎng)、校長(zhǎng)室、衛(wèi)生間）的空氣質(zhì)量狀況。請(qǐng)你寫出完整

16、的實(shí)驗(yàn)調(diào)查方案。 教學(xué)體會(huì)本節(jié)課可以從尿素在農(nóng)業(yè)上的重要應(yīng)用切入， 介紹能分解尿素的細(xì)菌， 進(jìn)而說(shuō)明這種細(xì)菌的作用是能夠合成分解尿素的酶。 在教學(xué)過(guò)程中， 可以聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際， 使學(xué)生對(duì)尿素以及分解尿素的細(xì)菌形成一定的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)課題背景的介紹，可以進(jìn)行STS 教育。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照原則， 可以指導(dǎo)學(xué)生分組討論， 在掌握微生物分離技術(shù)的同時(shí)鞏固實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。 資料袋選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的含義是：在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，促進(jìn)需要的微生物的生長(zhǎng)。目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)可以做到這一點(diǎn)，如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌